Физики из Принстонского университета предложили новый метод достижения термоядерного зажигания, при котором плазма поддерживает высокую температуру за счет внутренней энергии реакций. Согласно расчетам, опубликованным в журнале Physical Review Letters, наиболее эффективная стратегия заключается в предварительном нагреве плазмы с последующим увеличением ее плотности.
Исследователи доработали критерий Лоусона, объединив в единой модели четыре фактора: накопление гелия, загрязнение плазмы материалами стенок, потери на синхротронное излучение и утечку тепла. Эти параметры позволяют точнее оценивать энергетический баланс плазмы и условия, необходимые для поддержания стабильной термоядерной реакции в реакторе.
Работа выявила проблему использования вольфрама для стенок установок: попадание даже малых частиц этого металла в плазму способно остановить процесс синтеза. При этом авторы отмечают, что утечка тепла и излучение, затрудняющие запуск, могут способствовать стабилизации реакции после ее начала. Конструкция реактора должна учитывать эти противоречивые эффекты.
На данный момент подход основан исключительно на математическом моделировании и не проходил экспериментальной проверки. Тем не менее, полученные данные помогут проектировщикам точнее выбирать параметры будущих энергетических установок. Это позволит сократить количество неудачных проектных решений и снизить расходы на разработку термоядерных реакторов.
